Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi

8 9

Proje Grubu: EEEAG Sayfa Sayısı: 63 Proje No: 115E281 Proje Bitiş Tarihi: 01.04.2018 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 13-03-2020

Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi

Öz:
Sosyal etkilesim beynin gelisiminde ve bilissel süreçlerin sekillenmesinde temel bir role sahiptir. Sosyal Sinirbilim sosyal süreçlerinin nörofizyolojik izdüsümlerini arastıran ve son yıllarda öne çıkmaya baslayan bir arastırma alanıdır. Bugüne kadar sosyal bilissel süreçlerin anlasılması için gerçeklestirilen beyin arastırmaları, görüntüleme teknolojilerin getirdigi kısıtlar dolayısyla, insan beynini diger insanlarla gerçek zamanlı etkilesim sırasında izlemektense, simüle edilmis sosyal ortamların veya sosyal nitelikli uyaranların bireylerin beyin hareketleri üzerindeki etkilerine odaklanmıstır. Bu arastırmalar sözkonusu deneysel görevlerde ortaya çıkan beyin hareketleri konusunda kapsamlı bilimsel bilgi edinilmesini saglayabilmis, ancak sosyal etkilesimin çok boyutlu ve dinamik özelliklerini sınırlı bir düzeyde yansıtabilmistir. Günümüzde dogal sosyal etkilesim sırasında gerçeklesen beyin aktiviteleri üzerinde yapılmıis nörobilim çalısmalarının sayısı son derece kısıtlıdır. Giyilebilir beyin görüntüleme sensörlerindeki gelismeler ve sahada kullanım imkanlarının ortaya çıkması, hiper-tarama adı verilen sosyal etkilesim sırasında birden fazla kisinin beyin hareketlerinin eszamanlı olarak izlenmesi için önemli fırsatlar sunmaktadır. Bu çalısma hiper-tarama çalısmalarına uygun bir deney paradigmasını ve beyinler arası senkronizasyonu ölçmeye yönelik yenilikçi yöntemleri bir araya getirerek sosyal nörobilim literatüründeki bu bosluga hitap etmeyi hedeflemektedir. Bu çalısma, iki saglıklı bireyin beyinlerinden islevsel kızıl-ötesi tayfölçümü (fNIRS) yöntemiyle senkronize olarak alınacak sinyaller arasındaki iliskileri davranıssal ölçümlerle bir arada inceleyerek sosyal etkilesimin beyinler-arası nöral izdüsümlerini incelemeyi amaçlamaktadır. Çalısma kapsamında gelistirilen deney ortamında katılımcılardan ortak cümle okuma görevi yaptıkları sırada alınan fNIRS ve ses verileri bir arada islenerek, davranıssal seviyede iki kisinin söylemleri arasında bir esgüdüm oldugu ve olmadıgı durumlarda prefrontal korteks bölgesindeki islevsel beyin hareketleri arasında ne tür bir iliskinin açıga çıktıgı incelenmistir. Deneysel çalısma kapsamında öncelikle es zamanlı ve etkilesimsel görevler üstlenen iki kisinin beyin hareketlerinin yine es zamanlı olarak izlenebilecegi ve elde edilen verilerin senkronize olarak kaydedilebilecegi bir deney düzenegi kurulmustur. Bu dogrultuda, geleneksel olarak birey seviyesinde incelenen pek çok bilissel paradigma ve patolojik durumun sosyal etkilesim sırasında incelenebilir hale getirilmesi saglanmıstır. Sonraki asamada deneysel çalısmadan elde edilen veriler analiz edilmis ve sosyal etkilesimin sinirsel düzeyde izdüsümleri incelenmistir. Cümle okuma deneyi kisilerin bir birlerini duyma ve aynı/farklı cümlelerin kullanılması gibi kosullar artında yapılarak kisiler arasında davranıssal düzeyde farklı esgüdüm seviyelerinin olusması saglanmıs, ve bu sırada beyin hareketlerindeki senkronizasyon seviyesinde benzer bir degisim olup olmadıgı arastırılmıstır. Sonuçlar özellikle ortak algının tesisi ve algı idamesi için önem tasıdıgı bilinen sag superior frontal korteks ve sag dorsomedial korteks bölgelerinde davranıssal esgüdüm düzeyine paralel olarak artıs gösteren bir senkronizasyon olduguna isaret etmektedir. Bu sonuçlar alanda yeni yapılmakta olan çalısmaların sonuçlarıyla kıyaslandıgında önemli ortak noktalar oldugu degerlendirilmistir. Yapılan bu degerlendirmeler ısıgında bu tür sosyal deney paradigmalarının ve çok kisiden beyin görüntüleme verisi alınan hiper-tarama yönteminin otizm, dikkat bozuklugu-hiperaktivite ve sizofreni gibi sosyal etkilesimle iliskili oldugu düsünülen hastalıkların tanı ve rehabilitasyonu için önemli bilgiler saglayacagı öngörülmüstür.
Anahtar Kelime: Optik Beyin Görüntüleme Hipertarama Ortak Algı Sosyal Etkilesim Sosyal Nörobilim ikili fNIRS

Konular: Davranış Bilimleri
Erişim Türü: Erişime Açık
  • Ayaz, H., Izzetoglu, M., Platek, S.M., Bunce, S., Izzetoglu, K., Pourrezaei, K., Onaral, B. 2006. “Registering fNIR data to brain surface image using MRI templates”, Proceedings in IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 2671-2674.
  • 1- An fNIR Hyperscanning Study on Brain-Brain Interactions of a Dyad During a Joint Sentence Reading Task (Bildiri - Ulusal Bildiri - Sözlü Sunum),
  • Ayaz, H., Shewokisa, P. A., Bunce, S., Izzetoglu, K., Willems, B., Onaral, B. 2012. “Optical brain monitoring for operator training and mental workload assessment”, Neuroimage, 59 (1), 36-47.
  • Ayaz, H., Onaral, B., Izzetoglu, K., Shewokis, P. A., McKendrick, R., Parasuraman, R. 2013. “Continuous monitoring of brain dynamics with functional near infrared spectroscopy as a tool for neuroergonomic research: Empirical examples and a technological development”, Frontiers in Human Neuroscience, 7 (871).
  • Babiloni, F., Astolfi, L. 2014. “Social neuroscience and hyperscanning techniques: past, present and future”, Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 44, 76-93.
  • Benjamini, Y., & Hochberg, Y. (1995). Controlling the false discovery rate. Journal of the royal statistical society. Series B (Methodological), 289-300.
  • Chance, B., Zhuang, Z., UnAh, C., Alter, C., Lipton, L. 1993. “Cognition-activated low-frequency modulation of light absorption in human brain”, Proceedings of the National Academy of Sciences, 90 (8), 3770-3774.
  • Cui, X., Bryant, D. M., Reiss, A. L. 2012. “NIRS-based hyperscanning reveals increased interpersonal coherence in superior frontal cortex during cooperation”, Neuroimage, 59 (3), 2430-2437.
  • Cummins, F. 2009. “Rhythm as entrainment: The case of synchronous speech”, Journal of Phonetics, 37 (1), 16-28.
  • Cummins, F. 2011. “Periodic and aperiodic synchronization in skilled action”, Frontiers in Human Neuroscience, 5 (170).
  • Cummins, F., Li, C., Wang, B. 2013. “Coupling among speakers during synchronous speaking in English and Mandarin”, Journal of Phonetics, 41 (6), 432-441.
  • Dumas, G., Nadel, J., Soussignan, R., Martinerie, J., Garnero, L. 2010. “Inter-brain synchronization during social interaction”, PloS One, 5 (8).
  • Dumas, G., Lachat, F., Martinerie, J., Nadel, J., George, N. 2011. “From social behaviour to brain synchronization: Review and perspectives in hyperscanning”. IRBM, 32 (1), 48-53.
  • Erten, B., Bozsahin, C., & Zeyrek, D. (2014). Turkish Resources for Visual Word Recognition. N. Calzolari et al. (Eds). Proceedings of LREC 2014 (pp. 2106-2110).
  • Friederici, A. D. 2012. “The cortical language circuit: from auditory perception to sentence comprehension”, Trends in Cognitive Sciences, 16 (5), 262-268.
  • Funane, T., Kiguchi, M., Atsumori, H., Sato, H., Kubota, K., Koizumi, H. 2011. “Synchronous activity of two people’s prefrontal cortices during a cooperative task measured by simultaneous near-infrared spectroscopy”. Journal of Biomedical Optics, 16 (7).
  • Garrod, S., & Pickering, M. J. (2009). Joint action, interactive alignment, and dialog. Topics in Cognitive Science, 1(2), 292-304.
  • Grinsted, A., Moore, J., & Jevrejeva, S. (2004). Application of the cross wavelet transform and wavelet coherence to geophysical time series. Nonlinear Processes Geophys. 11, 561–566.
  • Hari, R., & Kujala, M. V. 2009. “Brain basis of human social interaction: from concepts to brain imaging”, Physiological Reviews, 89 (2), 453-479.
  • Hasson, U., Ghazanfar, A. A., Galantucci, B., Garrod, S., Keysers, C. 2012. “Brain-to-brain coupling: a mechanism for creating and sharing a social world”, Trends in Cognitive Sciences, 16 (2), 114-121.
  • Hickok, G., & Poeppel, D. 2007. “The cortical organization of speech processing”, Nature Reviews Neuroscience, 8 (5), 393-402.
  • Holper, L., Scholkmann, F., Wolf, M. 2012. “Between-brain connectivity during imitation measured by fNIRS”. Neuroimage, 63 (1), 212-222.
  • Jasmin, K. M., McGettigan, C., Agnew, Z. K., Lavan, N., Josephs, O., Cummins, F., & Scott, S. K. (2016). Cohesion and Joint Speech: Right Hemisphere Contributions to Synchronized Vocal Production. The Journal of Neuroscience, 36(17), 4669-4680.
  • Izzetoglu, M., Izzetoglu, K., Bunce, S., Ayaz, H., Devaraj, A., Onaral, B., & Pourrezaei, K. (2005). Functional near-infrared neuroimaging. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 13(2), 153-159.
  • Jiang, J., Dai, B., Peng, D., Zhu, C., Liu, L., & Lu, C. (2012). Neural synchronization during faceto- face communication. J. of Neuroscience, 32(45), 16064-16069.
  • Jobsis, F. F. 1977. “Noninvasive, infrared monitoring of cerebral and myocardial oxygen sufficiency and circulatory parameters”, Science, 198, 1264-1266.
  • Liu, Y., Piazza, E. A., Simony, E., Shewokis, P. A., Onaral, B., Hasson, U., & Ayaz, H. (2017). Measuring speaker-listener neural coupling with functional near infrared spectroscopy. Scientific Reports.
  • Oldfield, R. C. (1971). The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia, 9(1), 97-113.
  • Obrig, H., Neufang, M., Wenzel, R., Kohl, M., Steinbrink, J., Einhäupl, K., Villringer, A. 2000. “Spontaneous low frequency oscillations of cerebral hemodynamics and metabolism in human adults”, Neuroimage, 12(6), 623-639.
  • Osaka, N., Minamoto, T., Yaoi, K., Azuma, M., Shimada, Y. M., & Osaka, M. (2015). How two brains make one synchronized mind in the inferior frontal cortex: fNIRS-Based hyperscanning during cooperative singing. Frontiers in Psychology, 6, 1811-1822.
  • Pfeifer, J. H., Blakemore, S. J. 2012. “Adolescent social cognitive and affective neuroscience: past, present, and future”, Social Cognitive and Affective neuroscience, 7 (1), 1-10.
  • Sato, H., Yahata, N., Funane, T., Takizawa, R., Katura, T., Atsumori, H., & Fukuda, M. (2013). A NIRS–fMRI investigation of prefrontal cortex activity during a working memory task. Neuroimage, 83, 158-173.
  • Sebanz, N., Bekkering, H., & Knoblich, G. (2006). Joint action: bodies and minds moving together. Trends in cognitive sciences, 10(2), 70-76.
  • Schilbach, L., Timmermans, B., Reddy, V., Costall, A., Bente, G., Schlicht, T., Vogeley, K. 2013. “Toward a second-person neuroscience”. Behavioral and Brain Sciences, 36 (04), 393-414.
  • Schippers, M. B., Roebroeck, A., Renken, R., Nanetti, L., Keysers, C. 2010. “Mapping the information flow from one brain to another during gestural communication”, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS). 107 (20), 9388-9393.
  • Strangman, G., Boas, D. A., Sutton, J. P. 2002. “Non-invasive neuroimaging using near-infrared light”, Biological Psychiatry, 52 (7), 679-693.
  • Villringer, A., Dirnagl, U. 1993. “Towards imaging of cerebral blood flow and metabolism on a microscopical scale in vivo”. Optical Imaging of Brain Function and Metabolism. Editörler: Villringer, A., Dirnagl, U. United States: Springer
  • Villringer, A., Chance, B. 1997. “Non-invasive optical spectroscopy and imaging of human brain function”. Trends in neurosciences, 20 (10), 435-442.
  • Yamamoto, T., & Kato, T. (2002). Paradoxical correlation between signal in functional magnetic resonance imaging and deoxygenated haemoglobin content in capillaries: a new theoretical explanation. Physics in Medicine and Biology,47(7), 1121.
APA Çakır M, AYAZ H (2018). Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi. , 1 - 63.
Chicago Çakır Murat Perit,AYAZ Hasan Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi. (2018): 1 - 63.
MLA Çakır Murat Perit,AYAZ Hasan Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi. , 2018, ss.1 - 63.
AMA Çakır M,AYAZ H Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi. . 2018; 1 - 63.
Vancouver Çakır M,AYAZ H Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi. . 2018; 1 - 63.
IEEE Çakır M,AYAZ H "Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi." , ss.1 - 63, 2018.
ISNAD Çakır, Murat Perit - AYAZ, Hasan. "Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi". (2018), 1-63.
APA Çakır M, AYAZ H (2018). Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi. , 1 - 63.
Chicago Çakır Murat Perit,AYAZ Hasan Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi. (2018): 1 - 63.
MLA Çakır Murat Perit,AYAZ Hasan Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi. , 2018, ss.1 - 63.
AMA Çakır M,AYAZ H Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi. . 2018; 1 - 63.
Vancouver Çakır M,AYAZ H Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi. . 2018; 1 - 63.
IEEE Çakır M,AYAZ H "Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi." , ss.1 - 63, 2018.
ISNAD Çakır, Murat Perit - AYAZ, Hasan. "Sosyal Etkileşim Süreçlerinin Sinirsel İzdüşümlerinin Çok Kipli İncelemesi". (2018), 1-63.